3. Определение пробного давления

Пробное давление определяется только для корпуса колонного аппарата и для условий испытаний

Таблица 6

Корпус колонного аппарата, (гидроиспытания, т.е испытания на прочность и герметичность производится водой)
Допускаемое напряжение для материала корпуса (Сталь 20К , для tрас кор = 238 0 С)	[σ]20 кор = η·σ*20 кор =1∙220=220 МПа (σ*20кор определяется при расчетной температуре, равной 20 0С)
Пробное давление*, МПа	=1,25∙1,7∙ 200/180=2,36

4. Определение расчетного давления

Таблица 7

Корпус колонного аппарата
Рабочие условия	Условия испытаний
Расчетное внутреннее избыточное давление для рабочих условий, МПа = рраб + рr = =Рраб+ρ·ж·g·hр.ж = 1680000+750∙9,81∙3,15 .= 1,7 МПа	=Рпр + Рг воды =Рпр + ρ воды g hводы. =2360000+ 1000∙9,81∙3,15=2,39 МПа, где Рг воды – гидростатическое давление столба воды в корпусе,
Опорная обечайка
Рабочие условия	Условия испытаний
Ррас оп = 0,1 МПа (в опоре избыточное давление отсутствует))	Ррас оп = 0,1 МПа (в опоре вода отсутствует)

5. Условное давление (только для корпуса ка)

Условное давление выбирается в зависимости от рабочих параметров

При Р _раб =1,68 МПа и t_раб = 238 ⁰С по таблице 8

Согласно ГОСТ 356—94, применительно к рассматриваемым аппаратам рекомендуется следую­щий ряд условных давлений, МПа: 0,10 (1,0); 0,16 (1,6); 0,25 (2,5); 0,40 (4,0); 0,63 (6,3); 1,00 (10);1,60 (16); 2,50 (25); 4,00 (40); 6,30 (63); 10,00 (100); 12,50 (125); 16,00(160); 20,00 (200); 25,00 (250); 32,00 (320); 40,00 (400); 50,00 (500); 63,00(630); 80,00 (800); 100,00 (1000); 160,00 (1600); 250,00 (2500) МПа (кгс/см²) .

Таблица 8 – Условные и рабочие давления для изделий из углеродистых сталей при различных температурах среды.

Условное давление, МПа	Наибольшее рабочие давления (в МПа) при температурах среды, °С
	200	250	300	350	400	425	450
0.1	0.1	0.09	0.08	0.07	0.06	0.05	-
0.25	0.25	0.22	0.2	0.18	0.16	0.14	0.12
0.4	0.4	0.37	0.33	0.3	0.28	0.23	0.18
0.6	0.6	0.56	0.5	0.45	0.4	0.36	0.25
1	1	0.9	0.8	0.7	0.64	0.56	0.4
1.6	1.6	1.4	1.25	1.1	1	0.9	0.64
2.5	2.5	2.2	2	1.8	1.6	1.4	1
4	4	3.6	3.2	2.8	2.5	2.2	1.6
6.4	6.4	5.6	5	4.5	4	3.6	2.5
10	10	9	8	7.1	6.4	5.6	4

Цель практического занятия: Определить основные расчетные параметры (температуру и давление), допускаемое напряжение и условное давление

Основные зависимости

1. Температура

Температура рабочая t – это температура содер­жащейся или перерабатываемой среды в аппарате при нормальном протекании в нем технологического процесса.

Применяется для

Температура расчетная – это

а) для рабочих условий

б) для условий испытаний

Применяется для

2. Допускаемое напряжение

а) для рабочих условий

б) для условий испытаний

3. Давление

Давление рабочее – это

Применяется для

Давление расчетное - это

а) для рабочих условий

б) для условий испытаний

Применяется для

4. Условное давление

4. Исходные данные:

Рабочая температура среды в аппарате, – ⁰С;

Рабочее давление, – МПа;

Рабочая среда -

Внутренний диаметр, D_в = м.;

Высота колонного аппарата, Н м;

Материал -

2.1 Определение расчетной температуры для корпуса колонного аппарата

Расчетная температура определяется по формуле (1.1)

= max{ ,20^оC}

Численное значение расчетной температуры определяется подстановкой в формулу (1.1) величины рабочей температуры

= max{ ^оC ,20^оC} = ^оC.

2.2 Определение расчетного давления

Расчетное давление для рабочих условий

,

где – рабочее давление в аппарате, Р_раб = МПа;

– гидростатическое давление среды, которое рассчитывается по следующей формуле

,

где ρ_ср – плотность среды - , , ρ_ср = кг/м³ (приложение А);

g – ускорение свободного падения, g =9,81м/с²;

h – высота рабочей жидкости, м, принимается равной

h = h_ур+h_дн,,

где h_дн – глубина днища, м; выбираем днище эллиптическое, т.к. диаметр аппарата меньше метров, тогда

,

где D_в – внутренний диаметр, D_в = м.

Подставив исходные данные получим

;

h = = м;

Р_t^г = = Па = МПа

Если < 0,05 , то его значением можно пренебречь и принять . Поэтому рассчитывается величина 0,05 и ее значение сравнивается со значением

0,05 = = МПа > МПа,

значит величиной можно пренебречь. Тогда МПа.

На рисунке 2.1 представлен эскиз колонны при рабочих условиях и условиях испытаний.

Расчетное давление для условий испытаний определяется по следующей формуле

,

где Р_пр – пробное давление, рассчитываемое по формуле

.

где [σ]₂₀ – допускаемое напряжение материала при температуре 20°С, которое выбирается по таблице 3.3.1 /1/, [σ]₂₀ = МПа;

[σ]_t – допускаемое напряжение для рабочих условий, [σ]_t = МПа при = ^оC. (приложение В)

,

– гидростатическое давление воды при температуре 20°С, МПа, которое рассчитывается по формуле

=  · g · H_св,

где r - плотность воды, r= кг/м³ ;

g – ускорение свободного падения, g=9,81м/c²;

Н_св  высота корпуса аппарата, заполненного водой, равная м (рисунок 2.1)

= МПа.

а - при рабочих условиях, б - при условиях испытаний

Рисунок 2.1 - Эскиз колонны

Если < 0,05 , то его значением можно пренебречь и принять . Поэтому рассчитывается величина 0,05 и ее значение сравнивается со значением

0,05 = = МПа > МПа

значит величиной пренебрегаем, т.е. = МПа.